Relés

El relé es un equipo de procesamiento digital de señales, que mediante el monitoreo de señales eléctricas detecta fallas en los elementos del sistema de potencia y genera la orden para que el interruptor se abra y el sistema quede aislado del punto de falla, para evitar que la prestación del servicio se afecte. Otra función del relé, es mostrar el tipo de falla y la ubicación precisa, haciendo efectiva la operación de mantenimiento.

Figura 3.4.3. Relé

RELÉ DE PROTECCIÓN ::.

El relé de protección es un equipo de procesamiento digital de señales, que mediante el monitoreo de señales eléctricas como tensión, intensidad de corriente y frecuencia, detecta fallas en los elementos del sistema de potencia, generando la orden para que el interruptor se abra y el sistema quede aislado del punto de falla, de esta manera evita interrupción o daños en el sistema.

En un sistema de potencia se pueden generar tres tipos de fallas: falla en el sistema de potencia, por ejemplo cuando ocurre un cortocircuito en la red, falla en la red, cuando se presenta una caída de tensión o corriente, una sobrecarga o una fluctuación de potencia y una falla extraña al sistema, como el disparo de un interruptor sin existir falla.

Existen relés de protección mecánicos y de estado sólido, los primeros son utilizados principalmente en grandes sistemas de protección o cuando es necesaria la utilización de varios tipos de relés, ofrecen seguridad (disparo solo en caso de falla) y confiabilidad (reacción en los tiempos especificados).

En un sistema que utiliza relés de protección mecánicos las entradas se encuentran separadas galvánicamente y los transformadores de entrada poseen un blindaje entre los bobinados primario y secundario para evitar interferencias electromagnéticas y a la salida se encuentran los relés mecánicos lo que facilita la conexión con los circuitos de mando y señalización.

Los relés de estado sólido están conformados por microprocesadores programables, ofreciendo un despliegue de ajustes, estado operacional, algunos parámetros del sistema, monitoreo y autodiagnóstico del estado del relé; estos relé pueden ser analógicos, numéricos o digitales y son los mas apropiados para instalaciones de alta tensión.

Los relés analógicos emplean un detector de nivel para comparar la señal de entrada con una señal de referencia.

Los relés numéricos emplean un multiplexor para enviar la señal de entrada a un convertidor análogo/digital, y así convertir la señal analógica en un valor numérico, el cual se utiliza para calcular valores determinados por medio de algoritmos que realiza un microprocesador, los resultados de estos cálculos son comparados con valores predeterminados para conseguir una respuesta de la protección.

En los relés digitales la señal de entrada es convertida en ondas cuadradas y se evalúa comparando los ángulos de fase con una señal de referencia.

En las líneas de transmisión la mayoría de las fallas son causadas por descargas atmosféricas, las cuales generan sobretensiones transitorias que producen un arco eléctrico en los aisladores de las estructuras, rompiendo en algunos casos su aislamiento, cuando esto ocurre la falla se considera permanente; si la corriente de falla es interrumpida por un periodo de tiempo corto, el punto de falla se desioniza y cuando se energice de nuevo la línea su aislamiento estará completo en este caso la falla es transitoria.

La mayoría de las fallas que se presentan son transitorias, por esta razón se emplean controles automáticos, los cuales en un periodo corto de tiempo después de la acción de los relés cierran de nuevo los interruptores, existen diferentes tipos de recierres automáticos: monopolar, tripolar, temporizado y restauración automática.

Recierre monopolar: En la mayoría de los casos las fallas ocurren solo en una de las tres fases, por esto es suficiente abrir únicamente la fase en la que ocurrió la falla, si esto se realiza en un tema paralelo débil las otras dos mantienen el sincronismo; el sistema de protección conformado por el relé, el circuito de disparo y los interruptores deben estar en la capacidad de seleccionar la fase en la cual ocurrió la falla, razón por la cual son mas complejos que los demás.

Recierre tripolar: En este tipo de recierre el interruptor abre sus tres polos al tiempo y en el momento de cerrarlos lo realiza sin verificar tensión de sincronismo, por esta razón no es recomendable su utilización cerca de centrales de generación, ya que el generador en el momento del recierre podría encontrarse fuera de sincronismo con el sistema, los equipos utilizados son mas sencillos que los empleados en el recierre monopolar.

Recierre temporizado: Es empleado en recierres monopolares y consiste en realizar un segundo recierre si el primero no es exitoso, cuando se realiza el cierre la línea es sincronizada por un extremo y energizada por otro, este proceso es lento y pone en riesgo la estabilidad del sistema en situaciones transitorias.

Restauración automática: Es un equipo local, que puede ser accionado o parado desde el centro de control, con él en el caso de un apagón total automáticamente y en un orden especifico en el momento que se tenga tensión en la línea todos los interruptores de la subestación son cerrados para reestablecer el servicio.

Existen diferentes tipos de relés, entre los cuales se pueden destacar: el relé de voltaje, relé de corriente, relé de potencia y relé de frecuencia.

Relé de voltaje:
El relé de voltaje protege el sistema de potencia de sobretensiones o subtensiones y de inversiones de secuencia.

Relé de corriente:
El relé de corriente protege el sistema de potencia del aumento o disminución de corriente eléctrica.

Relé de potencia:
El relé de potencia protege el sistema de potencia de cambios en el sentido del flujo de potencia, es decir que la potencia siempre vaya de la fuente a la carga y no inversamente.

Relé de frecuencia:
El relé de frecuencia protege el sistema de potencia de variaciones en la frecuencia eléctrica.